NuSTAR revela mistério de como as estrelas explodem da NASA


Um dos maiores mistérios da astronomia, como as estrelas explodem em explosões de supernovas, finalmente está sendo desvendado com a ajuda do telescópio NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA.

O observatório de raios-X de alta energia criou o primeiro mapa de material radioativo em um remanescente de supernova. Os resultados, de um remanescente chamado Cassiopeia A (Cas A), revelam como as ondas de choque desmembram estrelas que estão morrendo.

This is the first map of radioactivity in a supernova remnant
Este é o primeiro mapa de radioatividade em um remanescente de supernova, os bits estourados e pedaços de uma estrela massiva que explodiu.  A cor azul mostra material radioativo mapeado em raios-X de alta energia usando NuSTAR. Crédito de imagem:  

NASA / JPL-Caltech / CXC / SAO

“Estrelas são bolas esféricas de gás, e assim você pode pensar que quando acabam suas vidas e explodem, a explosão seria parecido com uma bola uniforme expandindo com grande poder”, disse Fiona Harrison, o investigador principal do NuSTAR no California Institute of Technology (Caltech), em Pasadena. “Nossos novos resultados mostram como o coração da explosão, ou motor, é distorcido, possivelmente porque as regiões do interior literalmente se batem dentro da estrela antes de detonar.”

Cas A foi criada quando uma estrela maciça explodiu como uma supernova, deixando um cadáver estelar denso e seus restos ejetados. A luz da explosão chegou à Terra algumas centenas de anos atrás, então estamos vendo o remanescente estelar quando era fresco e jovem.

Supernovas semeiam o universo com muitos elementos, incluindo o ouro usado presentes em jóias, o cálcio nos ossos e ferro no sangue. Enquanto pequenas estrelas, como o nosso sol, morrem em mortes menos violentas, as estrelas, pelo menos oito vezes a massa de nosso Sol, explodem em explosões de supernovas. As temperaturas elevadas e as partículas criadas em explosão de elementos leves fundem para criar elementos mais pesados.

NuSTAR é o primeiro telescópio capaz de produzir mapas de elementos radioativos em remanescentes de supernovas. Neste caso, o elemento é titânio-44, que tem um núcleo instável produzido no centro da estrela em explosão.

NuSTAR está complementando as observações anteriores da Cassiopeia A remanescente de supernova (vermelho e verde), fornecendo os primeiros mapas de material radioativo forjadas na explosão de fogo (azul).

NuSTAR está complementando as observações anteriores da Cassiopeia A, remanescente de supernova (vermelho e verde), fornecendo os primeiros mapas de material radioativo forjados na explosão de fogo (azul). Crédito de imagem:  

NASA / JPL-Caltech / CXC / SAO

O mapa NuSTAR de Cas A mostra o titânio concentrado em aglomerados no centro do remanescente e apontam para uma possível solução do mistério de como a estrela encontrou seu fim. Quando os pesquisadores simularam explosões de supernovas com computadores, como uma estrela massiva morre e entra em colapso, a principal onda de choque frequentemente falha em quebrar essa estrela.

As últimas descobertas sugerem fortemente que a estrela explode ao redor de si mesma, re-energizando a onda de choque e permitindo que a estrela finalmente exploda suas camadas exteriores.

“Com o NuSTAR temos uma nova ferramenta forense para investigar a explosão”, disse o principal autor do estudo, Brian Grefenstette de Caltech.”Antes, era difícil interpretar o que estava acontecendo na Cas A, porque o material que nós podíamos ver apenas brilhava em raios-X quando era aquecido. Agora que podemos ver o material radioativo, que brilha em raios-X não importa o que, estamos recebendo uma imagem mais completa do que estava acontecendo no centro da explosão. ”

O mapa NuSTAR também lança dúvidas sobre outros modelos de explosões de supernovas, em que a estrela está girando rapidamente, pouco antes de morrer e lança jatos estreitos de gás que levam a explosão estelar. Apesar de impressões de jatos terem sido vistas antes em torno de Cas A, não se sabia se eles estavam provocando a explosão. NuSTAR não viu o titânio, essencialmente, as cinzas radioativas provenientes da explosão, em regiões estreitas que coincidem com os jatos, para que os jatos não sejam o gatilho explosivo.

“É por isso que nós construímos NuSTAR”, disse Paul Hertz, diretor da divisão de astrofísica da Nasa, em Washington. “Para descobrir coisas que nunca soubemos e não esperávamos sobre o universo de alta energia.”

These illustrations show the progression of a supernova blast.

Estas ilustrações mostram a progressão da explosão de uma supernova. Uma estrela massiva (à esquerda), que criou  elementos pesados ​​como o ferro em seu interior, explode em uma tremenda explosão (no meio), espalhando suas camadas exteriores em uma estrutura chamada resto de supernova (direita). Crédito de imagem:  

NASA / CXC / SAO / JPL-Caltech

Os pesquisadores vão continuar a investigar o caso da explosão dramática de Cas A. Séculos depois de sua morte marcar nossos céus, este remanescente de supernova continua a causar perplexidade.

Para mais informações sobre NuSTAR e imagens, visite: http://www.nasa.gov/nustar

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